Elettronica e strumentazione - (10 cfu)

Prof. Carlo Morandi Tel. 0521.905823 - Fax. 0521 905822
  E-mail. carlo.morandi@unipr.it
  Home page. http://ee.unipr.it/~morandi/


Finalità

Nella prima parte del corso lo studente apprende ad analizzare e progettare i più comuni circuiti autonomi (oscillatori e multivibratori). Impara quindi a valutare le caratteristiche applicative dei componenti integrati più comunemente utilizzati per il condizionamento del segnale nei sistemi di misura. Si affronta infine il problema del rumore nei circuiti elettronici: origine fisica, cifre di merito, semplici tecniche di filtraggio per limitarne gli effetti.

Programma

Circuiti autonomi
Bipoli a resistenza negativa. Traiettorie nel piano I-V, cicli limite.
Applicazioni all' analisi dei multivibratori astabili, monostabili, bistabili.
Oscillatori quasi sinusoidali, analisi col metodo della funzione descrittiva.

Circuiti di condizionamento del segnale
Struttura di un sistema di acquisizione dati, principali blocchi funzionali

Amplificatori lineari
Richiami e complementi sugli amplificatori operazionali. Amplificatori a transconduttanza e a transresistenza. Amplificatori per strumentazione, amplificatori di isolamento, amplificatori elettrometrici.

Circuiti non lineari
Amplificatori logaritmici ed esponenziali, la cella di Gilbert, moltiplicatori analogici e loro applicazioni.

Riferimenti di tensione e corrente
A diodo Zener, a Vbe, a Vth, a band gap.

Circuiti di campionamento e memorizzazione.
Necessita`dei S/H. S/H invertenti e non invertenti. Scelta del condensatore di memorizzazione.

Convertitori D/A e A/D
A pesatura binaria, con pesatura a blocchi, a rete R-2R diretta ed inversa, a redistribuzione di carica (seriali e paralleli), il problema degli interruttori.
Complementi sui convertitori A/D , con particolare riferimento ai convertitori delta-sigma ed ai convertitori veloci.

L’anello ad aggancio di fase (PLL)
Il rivelatore di fase. Il VCO. Descrizione del PLL come sistema lineare. Ordine e tipo del PLL. Errori a regime e caratteristiche di inseguimento.

Il rumore e i relativi rimedi
Origine fisica del rumore: rumore Johnson, rumore shot, rumore 1/f.
Rappresentazioni equivalenti di un due porte rumoroso. Cifra di rumore di un amplificatore. Adattamento in rumore. Cenni al rumore di fase negli oscillatori.
Miglioramento del rapporto S/N mediante filtri tempo invarianti. Elementi di teoria dei filtri attivi. Sintesi di Butterworth e di Cebiceff. Simulazione delle induttanze. Simulazione delle resistenze nei filtri SC. Filtri gm-C.
Cenni ai filtri lineari tempo varianti.

Attività d'esercitazione

Durante le lezioni del corso verranno svolti semplici esercizi in forma simbolica.

Modalità d'esame

Compiti a casa (1/4), tesina (1/4), orale (1/2).

Propedeuticità

Fondamenti di Elettronica A, Fondamenti di Elettronica BC

Testi consigliati

P.U. Calzolari, S. Graffi, “Elementi di Elettronica”, Zanichelli
Appunti del docente

Testi d'approfondimento

T.H.Lee The design of CMOS RF integrated circuits, Cambridge University Press


Ultimo aggiornamento: 10-04-2006


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